Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej wykorzystają organoidy wątroby do testowania terapii chorób metabolicznych
Organoidy wątroby, czyli stworzone z komórek macierzystych struktury odtwarzające wybrane cechy budowy i funkcjonowania ludzkiego narządu, będą wykorzystywane przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej do diagnostyki chorób metabolicznych i testowania nowych terapii.
Organoidy wątroby to „miniaturowe modele” tego narządu, stworzone w laboratorium. Powstają z komórek macierzystych i mogą odtwarzać wybrane cechy budowy i funkcjonowania ludzkiej wątroby, stając się ważnym narzędziem nowoczesnej biomedycyny.
Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, którzy biorą udział w projekcie „Inteligentni agenci w medycynie precyzyjnej: od organoidu wątroby po predykcyjny model AI w diagnostyce chorób metabolicznych”, podkreślają, że organoidy mogą lepiej niż klasyczne hodowle komórkowe obrazować procesy zachodzące w tkance pod wpływem choroby, leku albo zmienionych warunków metabolicznych.
Kierująca projektem prof. Aleksandra Kuzan z Katedry Nauk Przedklinicznych, Farmakologii i Diagnostyki Medycznej Politechniki Wrocławskiej zwróciła uwagę, że w tradycyjnych, dwuwymiarowych hodowlach powstają warstwy komórek jednego typu, co nie oddaje złożoności ludzkiego ciała. - Z kolei sferoidy, choć trójwymiarowe, są zazwyczaj monokulturami. Organoidy wątroby tworzone w naszym projekcie będą zawierać nie tylko hepatocyty, ale całą gamę komórek tworzących funkcjonalną tkankę, która reaguje w sposób fizjologiczny. Dzięki temu model ten symuluje działanie rzeczywistego narządu znacznie lepiej niż jakiekolwiek dotychczasowe rozwiązania laboratoryjne – powiedziała prof. Kuzan.
Prof. Aleksandra Kuzan. Fot. materiały prasowe Badaczka zwróciła uwagę, że standardowe dwuwymiarowe modele są obarczone dużym ryzykiem generowania wyników fałszywie dodatnich. - Przykładowo wiele leków, które wydają się zabijać komórki nowotworowe w modelu dwuwymiarowym nawet przy niskim stężeniu, całkowicie zawodzi w kontakcie ze złożoną strukturą trójwymiarową, która lepiej odzwierciedla naturalną oporność tkanek. Nasz projekt stawia więc na realizm, co pozwoli uniknąć błędnych wniosków już na etapie badań podstawowych – dodała.
Wrocławscy naukowcy chcą w swoim projekcie zbadać procesy towarzyszące schorzeniom wątroby, takie jak stan zapalny czy włóknienie. Występują one w chorobach związanych z nieprawidłową dietą, nadużywaniem alkoholu, uwarunkowaniami genetycznymi oraz zaburzeniami metabolicznymi.
Jak podano, zespół będzie analizować także procesy glikacji towarzyszące wielu zaburzeniom metabolicznym oraz warunki hipoksji, czyli niedotlenienia tkanek. Takie zjawisko może występować np. wewnątrz guzów nowotworowych.
Organoidy wątroby, w których zainicjowane zostaną zaburzenia metaboliczne, posłużą też do testowania fitofarmaceutyków, czyli związków pochodzenia roślinnego.
Jak podkreślono, drugim elementem projektu będzie wykorzystanie sztucznej inteligencji do opracowania danych z analiz biochemicznych, obrazowych, lipidomicznych i metabolomicznych. „Nie będzie to jedynie porządkowanie wyników, ale szukanie ukrytych zależności i wzorców. Chodzi o znalezienie tzw. »odcisku metabolicznego«, czyli zestawu cech, które pozwolą rozpoznać, w jakim stanie znajduje się badana tkanka i jakie procesy chorobowe w niej zachodzą” – podkreślili uczestnicy projektu.
Fot. materiały prasowe Prof. Kuzan wskazała, że jednym z zadań modelu AI będzie przeprowadzenie precyzyjnej diagnostyki na podstawie dostarczonej próbki pacjenta. „Agent AI rozpozna, czy tkanka znajduje się w stanie zbliżonym do hipoksji, czy wykazuje cechy zaawansowanej glikacji lub stłuszczenia. Obecnie metody stosowane przez patomorfologów, oparte głównie na tradycyjnej histologii, są stosunkowo proste i mogą pomijać wiele istotnych informacji metabolicznych, które odpowiednio wyuczona AI będzie w stanie wychwycić” – wyjaśniała badaczka.
W realizację projektu, który otrzymał dofinansowanie w wysokości blisko 1,9 mln zł w ramach II edycji prowadzonego na Politechnice Wrocławskiej programu „Wsparcie zespołów badawczych”, zaangażowanych jest pięć wydziałów uczelni. Badania mają potrwać do końca 2027 roku.(PAP)
Nauka w Polsce
pdo/ bar/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.